устройство для охлаждения воды

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОДЫ, содержащее емкость для воды, трубопровод для подвода отепленной воды с форсункой, расположенной над емкостью, трубопровод для отвода охлажденной воды, соединенный с емкостью в нижней ее части, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости, включающее поплавковый клапан, камера которого имеет впускной и выпускной патрубки и через первый из них гидравлически связана с источником воды, отличающееся тем, что средство для поддержания заданного уровня воды в емкости установлено с возможностью регулирования по высоте емкости, выпускной патрубок камеры гидравлически подсоединен к нижней части емкости, при этом поплавковый клапан содержит два запорных элемента для перекрывания впускного и выпускного патрубков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что форсунка установлена с возможностью регулирования положения выходного отверстия для направления выброса потока воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к холодильному оборудованию, а именно к устройствам для охлаждения молока естественным холодом.

Известно устройство для охлаждения воды (льдобунт-холодогенератор), применяемое в системе охлаждения молока [1]. Оно содержит бетонную площадку с бортами, на которой зимой намораживают льдобунт, гравийный фильтр над приямком ледяной воды с переливом, молокоохладитель, водяной насос для циркуляции воды по замкнутому контуру: приямокнасос-молокоохладитель-льдобунт-гравийный фильтр-приямок.

Недостатками устройства являются узкий диапазон применения, т.е. возможность охлаждения молока лишь при плюсовых температурах наружного воздуха (летом), и наличие потерь воды при намораживании льдобунта из-за сложности поддержания баланса подачи воды и скорости превращения ее в лед.

Прототипом предлагаемого является устройство для охлаждения промежуточного хладоносителя [2], содержащее емкость для воды, трубопровод для подвода отепленной воды с форсункой, расположенной над емкостью, трубопровод для отвода охлажденной воды, соединенный с емкостью в нижней ее части, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости, включающее поплавковый клапан, камера которого имеет впускной и выпускной патрубки и через первый из них гидравлически связана с источником воды, а через второй - с емкостью.

Недостатком устройства является ограниченность использования для охлаждения молока при плюсовых температурах воздуха (летом) из-за невозможности намораживания большого объема льда.

Цель изобретения - расширение диапазона использования по временам года.

Для этого устройство для охлаждения воды содержит емкость для воды, трубопровод для подвода отепленной воды с форсункой, расположенной над емкостью, трубопровод для отвода охлажденной воды, соединенный с емкостью в нижней ее части, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости, включающее поплавковый клапан, камера которого имеет впускной и выпускной патрубки и через первый из них гидравлически связана с источником воды, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости установлено с возможностью регулирования по высоте емкости, выпускной патрубок камеры гидравлически подсоединен к нижней части емкости, при этом поплавковый клапан содержит два запорных элемента для перекрывания впускного и выпускного патрубков, форсунка установлена с возможностью регулирования положения выходного отверстия для направления выброса потока воды.

На чертеже изображено устройство для охлаждения воды, разрез в вертикальной плоскости.

Устройство содержит открытую сверху емкость 1 с трубопроводом 2 в нижней части для отвода охлажденной воды, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости, включающее камеру 3 с впускным 4, выпускным 5 и сливным 6 патрубками, внутри которой подвижно установлен поплавковый клапан с верхним 7 и нижним 8 запорными элементами, взаимодействующими с впускным и выпускным патрубками, гибкие рукава 9 и 10, соединяющие соответственно впускной патрубок с источником воды 11 и выпускной патрубок с нижней частью емкости 1, винтовой механизм 12 для настройки средства на заданный уровень наполнения емкости водой, резервуар-охладитель 13, водяная рубашка которого гидравлически соединена с емкостью 1, форсунку 14 с механизмом 15 ее поворота, установленную над емкостью 1, насос 16, гидравлически соединенный с водяной рубашкой, форсункой и со сливным рукавом 17, вентили 18 и 19 и сливное отверстие 20 в верхней части борта емкости. Сливной патрубок 6 закреплен на корпусе камеры 3 выше рабочего уровня воды. Емкость 1 размещена на открытом воздухе за стенкой молочного блока.

При отрицательных температурах наружного воздуха (зимой) средство 3 винтовым механизмом 12 устанавливают на минимальную высоту, при которой уровень воды в емкости не должен быть ниже водяной рубашки резервуара-охладителя молока 13. После заполнения водой водяной рубашки включают насос 16, под действием которого вода при закрытом 18 и открытом 19 вентилях движется по замкнутому контуру: насос-форсунка-емкость-водяная рубашка-насос. Вода, диспергированная форсункой, активно контактирует в полете с воздухом, охлаждается и поступает в емкость 1, в которой при наличии льда дополнительно охлаждается и с температурой, близкой к нулевой, движется в водяную рубашку резервуара. При наличии в резервуаре молока оно охлаждается.

При достаточно низких отрицательных температурах наружного воздуха процесс охлаждения молока осуществляется одновременно с намораживанием льдобунта, т.е. с накоплением льда для безморозного периода года. Управляя направлением подачи воды из форсунки 14, наращивают объем льдобунта с дальнего участка емкости. В процессе намораживания льдобунта средство для поддержания заданного уровня воды в емкости автоматически подпитывает емкость 1 расходуемой на льдообразование водой из источника 11. В случае снижения уровня воды в емкости 1 по закону сообщающихся сосудов через выпускной патрубок 5 и рукав 10 снижается уровень воды и в камере 3, что приводит к открытию запорным элементом 7 впускного патрубка 4 и поступлению воды из источника 11 в емкость 1 до очередного закрытия элементом 7 впускного патрубка 4 при достижении заданного уровня воды.

В зимнее время при отсутствии неохлажденного молока насос 16 на ночь выключают. До очередного доения коров на поверхности воды в емкости 1 образуется слой льда, который, утолщаясь, вытесняет через рукав 10, выпускной патрубок 5 и сливной патрубок 6 воду в количестве разности объемов ледяного слоя и воды в нем, что предотвращает разрушение бортов емкости 1.

Для охлаждения очередной порции молока в резервуаре 13 включают насос 16 и вода отсасывается через емкость 1, рукав 10 и выпускной патрубок 5 из камеры 3. Так как пропускная способность (условный проход) рукава 10 и патрубка 5 больше пропускной способности впускного патрубка 4 уровень воды в камере 3 быстро снижается и поплавок нижним запорным элементом 8 закрывает выпускной патрубок 5, после чего образовавшийся под слоем льда в емкости 1 вакуум и атмосферное давление снаружи разрушают ледяной слой на поверхности воды в емкости. Далее процесс работы устройства аналогичен описанному.

С наступлением безморозного периода года средство для поддержания заданного уровня воды в емкости 1 механизмом 12 устанавливают на максимальную высоту, при которой обеспечивается достаточная поверхность контакта воды с льдобунтом для ее охлаждения, а рабочий уровень воды в емкости - чуть ниже сливного отверстия 20 борта. В результате таяния льдобунта излишки талой воды из емкости сверху через отверстие 20 сливаются в корыто для водопоения. Закрытием вентиля 19 форсунка 14 отключается, а открытием вентиля 18 в работу включается сливной рукав 17. Насос 16 при охлаждении молока в резервуаре 13 обеспечивает забор наиболее холодного нижнего слоя воды из емкости и возврат отепленной воды через сливной рукав в верхнюю часть емкости.

Данное устройство может использоваться с любым типом охладителя молока, включая и поточный пластинчатый.

Устройство имеет широкий диапазон применения по временам года для охлаждения молока естественным холодом. Оно способно зимой одновременно выполнять охлаждение молока с намораживанием льдобунта. При этом отпадает необходимость в регулировании производительности насоса от скорости льдонамораживания, снижаются потери воды, предотвращается разрушение бортов емкости при сильных морозах и снижаются на 15 -20% удельные энергозатраты на охлаждение.